Casey Newton é uma adolescente otimista e cheia de ideias que adora a ciência. Um dia, Casey encontra uma pequena peça criada por Frank Walker, um ex-garoto prodígio que atualmente está desiludido. 

Ela descobre que a invenção pode transporta-la automaticamente para uma realidade paralela. Logo a curiosa e o génio se aproximam para juntos embarcar numa missão perigosa, onde terão que desvendar os segredos de uma terra misteriosa em algum lugar no tempo e no espaço, conhecido como 'Tomorrowland'.